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常见卷积组合

在深度学习(尤其是计算机视觉和机器人感知)中,卷积核大小(Kernel)、填充(Padding)和步长(Stride)的组合通常遵循特定的设计模式。

以下是除 之外最常用的几类经典组合及其应用场景:


1. 降采样组合(Downsampling)#

用于缩小特征图尺寸,增加感受野,同时替代池化层(Pooling)。

组合内容效果与目的经典应用
尺寸减半(),步幅较大。ResNet 中的残差块跳转、各种 Backbone 的特征提取。
严格尺寸减半,且计算对称。GANs(生成对抗网络)VAE 的编码器部分。

2. 升采样/转置卷积(Upsampling / Transposed Conv)#

用于恢复图像尺寸,常用于生成模型或分割模型。

组合内容效果与目的经典应用
尺寸翻倍(),边缘平滑。DCGAN、图像超分辨率、U-Net 的解码器。
最简单的尺寸翻倍。早期视觉模型中的反卷积。

3. 跨维度/局部整合(Dimensionality Shifting)#

不改变空间尺寸,仅改变通道数或进行局部融合。

组合内容效果与目的经典应用
Pointwise Conv。改变通道深度,不影响空间结构。Inception 模块降维、ResNet 的 Bottleneck 结构。
大感受野初始特征提取。ResNet-50 的第一层(Input Layer),快速获取全局轮廓。
较大的局部特征捕捉(保持尺寸)。早期用于处理较大噪声的图像,或简单的浅层网络。

4. 现代轻量化组合(Efficient Conv)#

针对计算资源有限(如嵌入式机器人平台)设计的组合。

组合内容效果与目的经典应用
连接 非对称卷积。等效于 ,但参数量减少 33%。Inception v3、计算受限的实时感知模型。
Depthwise Conv。每个通道独立卷积。MobileNet 核心组件,极大降低 FLOPs。

5. 扩张/空洞卷积(Dilated Conv)#

不增加参数量的情况下,成倍扩大感受野。

组合内容效果与目的经典应用
保持尺寸的同时,跳着采样。DeepLab(语义分割)、WaveNet(音频处理)。

核心计算规律(老练研究者的口诀):#

如果你想让输出和输入尺寸一致(Same Padding),通用的公式规律是: (前提是 为奇数)。

常见卷积组合
https://ny-wakeup.github.io/myblog/posts/常见卷积/
Author
Nwaky
Published at
2026-02-01
License
CC BY-NC-SA 4.0